ISD4003是美國ISD公司繼ISD33000系列之後最新推出的時限為8分鐘的長時語音錄放電路。
ISD4003語音錄放電路
這種錄放電路採用了多電平直接模擬量存儲技術，將每個採樣值直接存儲在片內的快閃記憶體中，因此能夠非常真實、自然地再現語音、音樂，音調和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲。ISD4003系列的性能如附表所示。採樣頻率越低，錄放時間越長，但通頻帶和音質有所降低。片內信息存於快閃記憶體中，可在斷電情況下百年不丟失，反覆錄音超過十萬次。
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附表
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型號 錄放時間
(分鐘) 輸放採樣
kHz 典型頻寬
kHz 最大段數 最小段長
ms 外部時鐘
kHz
ISD4003-04M 4.0 8.0 3.4 1200 200 1024
ISD4003-05M 5.0 6.4 2.7 1200 250 819.2
ISD4003-06M 6.0 5.3 2.3 1200 300 682.7
ISD4003-08M 8.0 4.0 1.7 1200 400 512
內部框圖 ISD4003系列採用3V低電壓，錄放時間較長(8分鐘)，音質好，並具有靈活的微處理器接口功能，因此非常適用於語音講解裝置、廣告宣傳、固體錄音機、行動電話及其它攜帶型智慧型產品。該系列晶片內含振盪器、防混淆濾波器、平滑濾波器、自動靜噪電路、音頻放大器及高密度多電平快快閃記憶體儲陣列。芯電的所有操作必須由微控制器控制，操作命令可通過串列通信接口(SPI或Microwire)送入。存儲空間可以“最小段長”為音位任意組合分段或不分段，由於多段信息在處理再加上內在的存儲管理機制，便可實現靈話的組合錄放功能。晶片的內部框圖如圖1所示。 字串3
圖一 字串5
引腳功能 ISD4003系列引腳排列如圖2所示。其引腳功能如下。 字串8
圖二
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電源(VccA和VccD)：為使噪聲最少，晶片內摸擬和數字電路使用不同的電源匯流排，並分別引到外封裝的不同引腳上。模擬電源引腳和數字電源引腳最好分別走線，儘可能在靠近供電電源處相連，而去耦電容應儘量靠近晶片。
地線(VssA和VssD)：晶片內的摸擬和數字電路也使用不同的地線。幾個VssA儘量在引腳焊盤上相連，並用低阻通路連到負極上。VssD引腳也用低阻通路連到電源負極。這些接地通路要足以使VssA與VssD之間的阻抗小子3Ω，晶片的背面是通過襯底電阻連線到Vss的。在做COB時托盤須接Vss或懸空。
同相摸擬輸入端(ANA IN+)：這是錄音信號的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅動。單端輸入時，信號由耦合電容輸入。最大幅度為32mV。若信號由耦俁電容和該引腳的3kΩ電阻輸入，則阻抗決定了晶片頻帶的低端截止頻率。在差分驅動時，信號最大幅度為16mV(峰-峰值)。
反相摸擬輸入端(ANA IN-)：差分驅動時，這是錄音信號的反相輸入端。信號通過耦合電容輸入，最大幅度為16mV(峰峰值)。該端的標稱輸入阻抗為56kΩ。單端驅動時，該端通過電容接地兩種方式下，ANAIN+和ANAIN-端的耦合電容值應相同。
音頻輸出端(AUD、OUT)：提供音頻輸出，可驅動5kΩ的負載。
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片選端(SS)：此端為低電平，即選中ISD器件。
串列輸入端(MOSI)：這是為ISD的串列輸入端，主控制器應在串列時鐘上升沿之前半個周期將數據放在該端，供ISD輸入。串列輸出端(MISO)：這是ISD串列輸出端。ISD未選中時，該端呈高阻態。
串列輸出端(MISO)：這是ISD串列輸出端。ISD未選中時，該端呈高阻態。
串列時鐘端(SCLK)：即ISD的時鐘輸入端。時鐘信號控制器產生，用於同步MOSE的MISO的數據傳輸數據，在 SCLK上升沿鎖存到ISD，在下降沿移出ISD。
中斷(INT)：該端為漏極開路輸出。ISD在任何操作(包括快進)中檢測到EOM或OVF時，該端變低並保持，中斷狀態在下一個SPI周期開始時清除，中斷狀態也可用RINT指令讀取。
行地址時鐘端(RAC)：如圖3所示，系漏極開路輸出。每個RAC周期表示ISD存儲器的操作進行了一行(ISD4003系列中的存儲共1200行)，該信號在保持高電平175Ms內，低電平為25ms。快進模式下，RAC在218.75μs內為高電平在31.25μs內為低電平。 字串4
圖三 字串6
外部時鐘(XCLK)：該端有內部下拉元件。晶片內部的採樣時鐘在出廠前已調校，誤差在±1%以內。商業級晶片在整個溫度和電壓範圍內頻率變化在±2.25%以內。工業級晶片在整個溫度和電壓範圍內，頻率變化為-6%～+4%，此時建議使用穩壓電源；若要求更高精度，可從該端輸入外部時鐘(如表所列)，由於內部的防混淆及平滑濾波器已設定，故上述推薦的時鐘頻率不應改變。輸入時鐘的占空比無關緊要，因內部首先進行了分頻。在不外接時鐘時，此端必須接地。
自動靜噪端(AMCAP)：當錄音信號電平下降到內部設定的某一閾值以下時，自動靜噪功能使信號衰減，這樣有助於減小信號(靜音)時的噪聲，通常該端對地接1μF電容，構成內部信號電平峰值檢測電路的一部分，檢測出的峰值電平與內部設定的閾值作比較，決定自動靜噪功能的翻轉點。大信號時，自動靜噪電路不衰減，靜音時衰減6dB。1μF電容也影響自動靜噪電路對信號幅度的回響整度。該端接VccA則禁止自動靜噪。
通用開發板QX-RM34A的套用
ISD通用開發板QX-RM34A是專為ISD33000/4003/4004系列器件設計的，它具有以下特點： 字串7
●支持ISD所有3V器件，而ISD33000/4003/4004系列器件。
●板上最多可裝三個ISD器件，錄放時間最後可達48分鐘。
●單片機控制、支持器件的全部功能，12位操作接口可靈活安排、最多可接32個按鍵。
●提供標準接口板；16位按鍵操作，兩位數碼及兩位LED指示。
●話筒(MIC)和線路(LINE IN)雙路選擇錄音。
●板上備有音頻功率放大器(功率0.5W)，也可由ISD直接線路輸出。
●ISD各引腳由26個插針腳引出，可與計算機並口連線，由計算機控制ISD器件。
●單5V電源供電，電壓可低至3V。
●只需接上電源，揚聲器即可使用。
●裝上鎖緊插座，可用作硬封裝電路的測試儀。
電路板結構及外形如圖4(QX-RM34A主機板)、圖5(顯示操作板)所示。
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圖四 字串3
圖五
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系統連線
系統連統因所用音源和音頻輸出不同而各異。話筒錄音時，JP1的2、3短接；線路錄音時，JP1的1、2短路。如果採用線路錄音，請將音頻信號輸入引標有(AIN)的蓮花插座。
音頻由揚聲器輸出時，JP2的2、3短接；由線路輸出時，JP2的1、2短接。
音頻輸出的連線如下：如果採用板上的放大器，則將揚聲器連到標有[J4]的插針或耳機插座[J5]，可用VR調節音量；如果由ISD直接線路輸出，則將(J4)或(J5)連到外接功放。
ISD器件插入插座，缺口向右。將放大器音量電位器VR調至較低位置。插電源時一定要注意極性。如果使用穩壓電源，建議使用5V穩壓電源。檢查系統連線正確後，可以開始操作。
使用說明 QX-RM34A有以下三種工作模式可選(默認值為PB)：(1)PA[地址模式]。用來建立內部信息地址表，刪除或重錄任意段而不影響其它段；(2)PB[磁帶模式]。其信息存儲和操作過程與傳統的磁帶錄音機類似；(3)PC[計算機模式]。ISD器件的所有操作通過並口與它相連的計算機控制。
QX-RM34A有以下三種器件型號可選(默認值為33)：(33[33000]：ISD33000系列，錄放時間為60～240秒；(2)43[4003]：ISD4003系列，錄放時間為4～8分鐘；(3)44[4004]：ISD4004系列，錄放時間為8～16分鐘。工作模式和器件型號，在一次使用時如不設定，則為默任值。設定一次後，除非重新設定，否則即使斷電，設定值將永久保存。
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上電時，兩位數碼管自動顯示工作模式和器件型號，然後顯示段號1。
錄放音操作時，數碼顯示段內計數器從“0”開始，每個計數單位為4個內部地址長度。
操作方法 該開發板的操作方法如下：(1)模式選擇。按MODE鍵2秒，數碼顯示當前工作模式，按“+”或“-”可改變模式，由數碼管顯示。當顯示為所需要的模式時，按MODE鍵即確認該模式為當前工作模式，並退出模式選擇，數碼顯示回到段號1，PC模式時顯地“--”。(2)器件選擇。按一下MODE鍵，數碼顯示當前器件型號，按“+”或“-”可改變型號，並由數碼管顯示。當顯示為所需要的型號時，按MODE鍵即確認該型號為當前器件型號，並退出器件選擇，數碼顯示回到段號1。
(3)選段。SEG1-SEG8鍵可對1～8段直接進行錄放音操作。PLAY鍵對數碼顯示的段號進行錄放音操作，按“+”或“-”改變段號。
(4)錄音。尋音步驟如下：①選擇錄音狀態。REC為錄放音狀態切換鍵，按一下REC鍵，LED1亮，表示為錄音狀態。②啟動錄音。按SEG1-SEG8鍵，LED2亮，即開始對應段的錄音。按PLAY鍵，LED2亮，即開始對數碼顯示的段錄音。③停止錄音。按STOP鍵，LED2滅，即停止錄音。④退出錄音狀態。按一下REC鍵，LED1滅，即退出錄音狀態。
(5)放音。放音頻驟如下：①選擇放音狀態。REC為錄放音狀態切換鍵，按REC鍵二下，LED1滅，表示為放音狀態。②啟動放音。按SEG1～SEG8鍵，LED2亮，即開始對就段的放音。按PLAY鍵，LED2亮，即開始驛數碼顯示的段放音。若要暫停放音，可在放音時按PLAY鍵，LED2閃，表示暫停放音；再按PLAY鍵，LED2亮，繼續放音，若要循壞放音，可按住PLAY鍵或SEG1～SEG8鍵即對相應的段循壞放音。若要快進，可在放音時每按一次FF鍵，段內計數器加1，快進4個內部地址長度；按住FF鍵，則連續快進，直到鬆開FF鍵。快進至段尾時自動停止快進。若要快退，可在放音時每按一次REW鍵，段內計數器減1，快退4個內部地址長度；按住REW鍵，則連續快退，直到鬆開REW鍵。快退至段首時自動停止快退。(3)停止放音。按STOP鍵，LED2滅，即停止放音。 字串5
